《【醫(yī)學(xué)培訓(xùn)】醫(yī)學(xué)影像成像系_200p全套ppt課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《【醫(yī)學(xué)培訓(xùn)】醫(yī)學(xué)影像成像系_200p全套ppt課件（181頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、,,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,,*,,,,,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,,*,,,《醫(yī)學(xué)影像成像系統(tǒng)》講義,,,,年級(jí)：2011級(jí)醫(yī)學(xué)信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè),,講義編寫：馮發(fā)文 2013年8月,,遵義醫(yī)學(xué)院影像學(xué)教研室,,,,前　　言,,,,醫(yī)學(xué)影像學(xué)學(xué)科體系,,,,《影像診斷學(xué)》,—,分析影像獲取人體內(nèi)組織與病變的解剖、生理、生化等各種信息。,,《醫(yī)學(xué)影像檢查技術(shù)》,—,實(shí)際操作影像設(shè)備獲取優(yōu)質(zhì)的影像。,,《醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)》,—,各種影像設(shè)備的結(jié)構(gòu)、組成、工作原理、功能及技術(shù)

2、參數(shù)。,,《醫(yī)學(xué)影像成像理論》,—,各種成像技術(shù)的物理基礎(chǔ)、成像原理、圖像處理。,,,,《醫(yī)學(xué)影像成像系統(tǒng)》講義 年級(jí),1,二、《醫(yī)學(xué)影像成像系統(tǒng)》,,遵義醫(yī)學(xué)院影像教研室結(jié)合多年教學(xué)實(shí)踐，將《醫(yī)學(xué)影像成像理論》、《醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)》整合成《醫(yī)學(xué)影像成像系統(tǒng)》統(tǒng)一講授，以設(shè)備的發(fā)展為主線，系統(tǒng)地介紹成像原理、技術(shù)特點(diǎn)參數(shù)的同時(shí)，切入設(shè)備組成結(jié)構(gòu)及工作原理，易于學(xué)生理解及知識(shí)鏈接。,,《醫(yī)學(xué)影像成像系統(tǒng)》,——,學(xué)科角色,,影像檢查技術(shù)理論依據(jù),,影像診斷的重要參考依據(jù),,影像質(zhì)量控制,,維護(hù)保養(yǎng)、設(shè)備采購(gòu),,科研、技術(shù)創(chuàng)新,,,,二、《醫(yī)學(xué)影像成像系統(tǒng)》遵義醫(yī)學(xué)院

3、影像教研室結(jié)合多年教學(xué)實(shí),2,醫(yī)學(xué)影像成像系統(tǒng)研究?jī)?nèi)容？,,影像成像技術(shù)分類及發(fā)展；,,各種影像成像原理（,CR,、,DR,、,CT,、,MRI,、,USG,等）；,,各種影像設(shè)備基本組成結(jié)構(gòu)及工作原理；,,設(shè)備功能和技術(shù)參數(shù)、圖像處理及影像質(zhì)量控制 ；,,圖像存儲(chǔ)、傳輸（,PACS,）與遠(yuǎn)程放射學(xué)。,,醫(yī)學(xué)影像學(xué)：獲取人體內(nèi)組織與病變的解剖、生理、生化等各種信息，以影像形式顯示,。,醫(yī)學(xué)影像成像系統(tǒng)研究?jī)?nèi)容？?影像成像技術(shù)分類及發(fā)展；各,3,第一章,,概,,論,,本章內(nèi)容：,,發(fā)展歷程,,醫(yī)學(xué)成像技術(shù)分類,,據(jù)成像原理及成像技術(shù)不同，醫(yī)學(xué)成像技術(shù)分為：,,一、以研究生物體微觀結(jié)構(gòu)為主要

4、對(duì)象的生物醫(yī)學(xué)顯微圖像學(xué),,二、以人體宏觀解剖結(jié)構(gòu)及功能為研究對(duì)象的現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像學(xué),,一、醫(yī)學(xué)影像學(xué),X,線成像,,磁共振成像,,超聲成像,,核醫(yī)學(xué)成像,,光學(xué)成像,,熱成像,,X線成像技術(shù),,普通,X,線機(jī)（熒光屏透視、電視透視、攝片）,,數(shù)字胃腸（,DF,）,,計(jì)算機(jī),X,線攝影（,CR,）,,數(shù)字化,X,線攝影（,DR,）,,計(jì)算機(jī),X,線體層攝影（,CT,）,,乳腺,X,線機(jī)、牙科,X,線機(jī)、床旁,X,線機(jī)等專用,,數(shù)字減影血管造影（,DSA,）,,第一章 概 論本章內(nèi)容：發(fā)展歷程醫(yī)學(xué)成像技術(shù),4,1.1常規(guī)X線設(shè)備問世——放射學(xué)的建立,,,1895,年,11,月,8,

5、日，德國(guó)物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn),X,線,1896,年，西門子公司研制出世界上第一支,X,線管,1901,年,12,月,10,日獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),60,年代末體層、增強(qiáng)器、電視、電影等,----,學(xué)科體系形成,1972,年,CT,發(fā)明,80,年代數(shù)字,X,線設(shè)備,CR,、,DR20,世紀(jì),60,年代末體層攝影、連續(xù)攝影、影像增強(qiáng)器、電視、電影等技術(shù)的應(yīng)用形成了較完整放射診斷學(xué)體系（,Radiology,），并在臨床工作中發(fā)揮了巨大作用，尤其是在,肺、骨骼、胃腸道和心血管等系統(tǒng)的診斷，即使今天仍占有重要和主導(dǎo)的地位,。,,普通,X,線成像設(shè)備發(fā)展趨勢(shì),,—— 平板探測(cè)器將日益取代,X,線膠片、影像增

6、強(qiáng)器、甚至,IP,板,,1.1常規(guī)X線設(shè)備問世——放射學(xué)的建立?1895年11月,5,1.2 CT的誕生—醫(yī)學(xué)影像技術(shù)新的里程碑,1972,年，英國(guó)工程師漢斯菲爾德研制出第一臺(tái),CT (Computed?Tomography),，因此,1979,年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),1974,年全身,CT,發(fā)明應(yīng)用,1979,年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),80,年代超高速,CT1983,年螺旋,CT90,年代多排螺旋,CT2005,年西門子雙源,CT2008,東芝,320,排,2009,年西門子炫速雙源,128?CT,成像特點(diǎn)及應(yīng)用：,,,,真正斷面成像，無其它層面干擾,,密度分辨率顯著提高，能分辨,0.

7、1-0.5%,衰減系數(shù)差別,,能以,CT,值進(jìn)行定量分析,,后處理及三維重建,,CT在顱腦、腹部的肝、膽、胰和后腹膜腔、腎、腎上腺等病變的診斷中占主導(dǎo)地位,,1.2 CT的誕生—醫(yī)學(xué)影像技術(shù)新的里程碑1972年，英國(guó),6,X線成像設(shè)備特點(diǎn),,,,X線作為影像信息的載體,,反映人體組織密度厚度（對(duì)X線的衰減）差別,,以二維灰階影像顯示臟器形態(tài),,常規(guī)X線空間分辨率極高10PL/mm,,CT密度分辨率高，能反映0.1-5%密度差別,,,,2、磁共振成像,2.1,、磁共振成像設(shè)備的研制及發(fā)展,,1946年布洛克(斯坦福大學(xué))與普塞爾(麻省理工學(xué)院)分別同時(shí)發(fā)現(xiàn)磁共振現(xiàn)象,1952,年兩人同獲諾貝爾

8、物理學(xué)獎(jiǎng),80,年代,MRI,設(shè)備臨床使用,1985,超導(dǎo),MRI90,年代開放式,MRI21,世紀(jì)功能型,MRI?2.2,、磁共振成像設(shè)備分類,,按磁體類型分,,常導(dǎo)型,,超導(dǎo)型,,永磁型,,按場(chǎng)強(qiáng)高低分,,超低場(chǎng),,低場(chǎng),,中低場(chǎng),,中高場(chǎng),,高場(chǎng),,X線成像設(shè)備特點(diǎn)?X線作為影像信息的載體反映人體組織密,7,2.3,、磁共振成像設(shè)備特點(diǎn),,磁共振成像的信息載體是電磁波，是通過檢測(cè)人體組織原子核產(chǎn)生的磁共振信號(hào)。,,任意方向?qū)用娉上?,軟組織分辨率優(yōu)于,CTMR,信號(hào)攜帶組織生理、生化特性信息,,分析組織的物質(zhì)成分和含量，功能成像,,無電離輻射,,禁忌癥：體內(nèi)植入起搏器或其

9、它金屬,2.4,、,MRI—,醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的未來,MRI,在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的應(yīng)用已成為疾病診斷的金標(biāo)準(zhǔn)；在骨關(guān)節(jié)、軟組織病變的診斷中具有重要價(jià)值。,,總之，,MRI,可進(jìn)行任意層面成像，可反映人體分子的生理生化方面的功能特性，特別近幾年，超高場(chǎng)磁共振在腦功能成像、頻譜成像等領(lǐng)域的應(yīng)用構(gòu)成了新的影像學(xué)時(shí)代,——,分子影像學(xué)。,,2.3、磁共振成像設(shè)備特點(diǎn) 磁共振成像的信息載,8,3、超聲成像設(shè)備,3.1,、超聲成像發(fā)展,1880,年法國(guó)皮埃爾和雅克發(fā)現(xiàn)壓電效應(yīng),1917,年超聲探測(cè),1942,年,A,超,1954,年,B,超,70,年代多普勒超聲,80,年彩色多普勒超聲,3.2,、超

10、聲成像設(shè)備分類,A,型,,幅度顯示,B,型,,切面顯示,C,型,,亮度顯示,,M型 運(yùn)動(dòng)顯示,,P型 平面目標(biāo)顯示,3.3,超聲成像特點(diǎn)及應(yīng)用,,超聲成像利用超聲波作為影像信息的載體，通過檢測(cè)超聲波在人體組織中反射的回波成像。,,動(dòng)態(tài)觀察,,非侵入、無損傷,,任意切面成像,,費(fèi)用低廉,,不宜含氣和骨骼系統(tǒng)檢查,,超聲在腹部、胎兒監(jiān)測(cè)等診斷應(yīng)用中有獨(dú)到優(yōu)勢(shì)。,,3、超聲成像設(shè)備3.1、超聲成像發(fā)展 1880年法國(guó)皮,9,4、核醫(yī)學(xué)及發(fā)展,4.1,、什么是核醫(yī)學(xué)？,,核醫(yī)學(xué)設(shè)備是通過有選擇地測(cè)量攝入人體內(nèi)的放射性核素所發(fā)出的γ射線來實(shí)現(xiàn)人體成像的設(shè)備。,4.2,、核醫(yī)學(xué)的發(fā)展

11、,1896,年,1,月,20,日法國(guó)貝克發(fā)現(xiàn) 鈾,1898,年,7,月,18,日居里夫人分離出釙,12,月分離出鐳,1923,年哈維錫指示劑理論,1951,年閃爍照相機(jī),1957,年γ照相機(jī),1979,年,SPECT90,年代,PET-CT4.3,、核醫(yī)學(xué)成像的特點(diǎn)及應(yīng)用,,核醫(yī)學(xué)成像的信息載體是,r,射線，通過檢測(cè)引入人體的放射性藥物產(chǎn)生的,r,射線。,PET(Positron Emission Computed Tomography,，,PET),的全稱為正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描,,代謝顯像和定量分析,,應(yīng)用,組成人體主要元素的短命核素,如,11,Ｃ、,13,Ｎ、,15,Ｏ等正電子核素

12、為示蹤劑,,多層面斷層影象、三維定量結(jié)果以及三維全身掃描,,從分子水平動(dòng)態(tài)觀察到代謝物或藥物在人體內(nèi)的生理生化變化，用以研究人體生理、生化、化學(xué)遞質(zhì)、受體乃至基因改變。,,4、核醫(yī)學(xué)及發(fā)展4.1、什么是核醫(yī)學(xué)？核醫(yī)學(xué)設(shè)備是通過有,10,PET-CT,將,CT,與,PET,融為,一體,，是醫(yī)學(xué)影像學(xué)的又一次革命,,由CT提供病灶的精確解剖定位,而PET提供病灶詳盡的功能與代謝等分子信息,具有靈敏、準(zhǔn)確、特異及定位精確等特點(diǎn),一次顯像可獲得全身各方位的斷層圖像,可一目了然的了解全身整體狀況,達(dá)到早期發(fā)現(xiàn)病灶和診斷疾病的目的。,,二、醫(yī)學(xué)影像治療,,分類：介入放射學(xué)系統(tǒng)（,DSA,）與 立體定向

13、放射治療系統(tǒng)（,r,刀、,X,刀）,,1、介入放射學(xué)系統(tǒng)（DSA）,,以影像診斷學(xué)為基礎(chǔ)，在影像設(shè)備的導(dǎo)向下，利用經(jīng)皮穿刺和導(dǎo)管技術(shù)等，對(duì)疾病進(jìn)行非手術(shù)性治療或者用以取得組織學(xué)、細(xì)菌學(xué)等材料，以明確病變性質(zhì)。,,醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的導(dǎo)向是完成介入治療的關(guān)鍵，主要有：,X,線電視透視、超聲、,CT,、,MRI,、,DSA,，目前以,DSA,為主。,,2、立體定向放射治療設(shè)備,,利用,CT,、,MRI,、,DSA,等成像設(shè)備加上立體定向裝置對(duì)病變區(qū)作高精度定位在專用治療計(jì)劃系統(tǒng)指導(dǎo)下利用,X,線、γ線對(duì)病變區(qū)進(jìn)行照射，殺死腫瘤細(xì)胞完成治療。,,伽瑪?shù)丁蒙渚€的幾何聚焦原理，將經(jīng)過規(guī)劃的大劑量伽瑪射線

14、集中聚焦照射在體內(nèi)病灶，經(jīng)過一次或多次照射后摧毀病灶組織，以達(dá)到外科手術(shù)切除或損毀腫瘤病灶的治療效果。它廣泛適用于大多數(shù)腫瘤的治療。并具有治療時(shí)間短，不手術(shù)，不麻醉，不出血，無感染等優(yōu)點(diǎn)。,,PET-CT將CT與PET融為一體，是醫(yī)學(xué)影像學(xué)的又一次革命,11,,三、圖像存儲(chǔ)傳輸與遠(yuǎn)程放射學(xué)（見數(shù)字化X線成像章節(jié)）,,小結(jié)：各類醫(yī)學(xué)影像設(shè)備比較,,三、圖像存儲(chǔ)傳輸與遠(yuǎn)程放射學(xué)（見數(shù)字化X線成像章節(jié)）小,12,現(xiàn)代影像學(xué)的發(fā)展 —— 三個(gè)主要的陣營(yíng)：,,經(jīng)典醫(yī)學(xué)影像學(xué)：以,X,線、,CT,、,MRI,、超聲成像等為主，顯示人體解剖結(jié)構(gòu)和生理功能。,,以介入放射學(xué)為主體的治療學(xué)陣營(yíng)。,,分子影像

15、學(xué)：,(molecular imaging),—運(yùn)用影像學(xué)手段顯示組織水平、細(xì)胞和亞細(xì)胞水平的特定分子，反映活體狀態(tài)下分子水平變化,,,對(duì)其生物學(xué)行為在影像方面進(jìn)行定性和定量研究的科學(xué)。以,MRI,、,PET,、光學(xué)成像及小動(dòng)物成像設(shè)備等為主。,,現(xiàn)代影像學(xué)的發(fā)展 —— 三個(gè)主要的陣營(yíng)：經(jīng)典醫(yī)學(xué)影像學(xué)：以,13,,第二章 放射物理基礎(chǔ),第二章 放射物理基礎(chǔ),14,第一節(jié),X,線的產(chǎn)生,,一、,X,線的發(fā)現(xiàn),1895,年,11,月,8,日倫琴發(fā)現(xiàn),X,線。,,二、,X,線的產(chǎn)生,,（一）產(chǎn)生,X,線的必備條件,1,、電子源,,鎢絲加熱,至一定溫度,放出電子,，在燈絲周圍,形成電子云,。,2,、

16、高速電子流,,電子高速?zèng)_擊陽(yáng)極，須具備：①在,X,線管的,陰極和陽(yáng)極間,加以高電壓，通過在兩極間,產(chǎn)生的強(qiáng)電場(chǎng),使電子向陽(yáng)極加速；②為防止,電子與空氣分子沖擊,而減速和,燈絲的氧化,損壞，必須保持高真空度。,3,、陽(yáng)極靶面,,接受高速電子撞擊，使高速電子所帶的部分,動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)?X,線能,。靶物質(zhì)（焦點(diǎn)面）一般是高原子序數(shù)、高熔點(diǎn)的鎢制成。作用：,接受電子撞擊,；,完成高壓電路的回路,。,,診斷和治療,用的,X,線管的靶面由鎢制成；,特殊用途（乳腺,）的,X,線管用鉬制成。,,（二）,X,線的產(chǎn)生原理,X,線的產(chǎn)生原理是,高速電子和靶物質(zhì)相互作用的結(jié)果,。在,真空條件下高千伏的電場(chǎng)產(chǎn)生的高速電子

17、與靶物質(zhì)的原子核和內(nèi)層軌道電子作用，分別產(chǎn)生連續(xù),X,線和特征,X,線,。,,第一節(jié) X線的產(chǎn)生一、X線的發(fā)現(xiàn)1895年11月8日倫琴,15,三、連續(xù),X,線特征（標(biāo)識(shí)）,X,線,,（一）連續(xù),X,線,1,、連續(xù),X,線的產(chǎn)生,,高速電子,進(jìn)入原子核附近的強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域,，后,飛離強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域,完成一次電子與原子核的相互作用，,電子向外輻射電磁波損失能量,，,電子的速度和方向發(fā)生變化,。電子的這種能量輻射叫,軔致輻射,，,這種輻射所產(chǎn)生的能量為,hυ,的電磁波稱為連續(xù),X,線,。,,連續(xù),X,線光子能量取決于：電子接近核的情況；電子的能量；核電荷,。,2,、連續(xù),X,線的最短波長(zhǎng)（,λ,min,

18、）,,λ,min,= nm,。可見,最短波長(zhǎng)僅與管電壓有關(guān),。,,（二）特征,X,線,1,、特征,X,線的產(chǎn)生,,高速電子與靶原子的內(nèi)層軌道電子作用,，,電子被擊脫,，,外殼層電子躍遷填充空位,時(shí)，,多余的能量以光子（,X,線）的形式放出,，即,特征,X,線,。,2,、特征,X,線的激發(fā)電壓,eU=W,（結(jié)合能）時(shí)，,U=W/e,稱為,最低激發(fā)電壓,。故,管電壓低于某系最低激發(fā)電壓時(shí)，則此系特征,X,線將不會(huì)發(fā)生,。,,三、連續(xù)X線特征（標(biāo)識(shí)）X線（一）連續(xù)X線1、連續(xù)X線的,16,四、影響,X,線產(chǎn)生的因素,,（一）,X,線產(chǎn)生的效率,,X,線管中產(chǎn)生的,X,線能與加速電子所消耗電能的比

19、值,，叫做,X,線的產(chǎn)生效率。忽略極少的特征,X,線，,η=K,1,ZU,。,X,線產(chǎn)生效率,不足,1%,，其余在陽(yáng)極,變成熱能，使陽(yáng)極靶面升溫,。,,（二）影響,X,線產(chǎn)生的因素,1,、影響連續(xù),X,線產(chǎn)生的因素,,包括靶物質(zhì)、管電壓、管電流和高壓波形。,,（,1,）靶物質(zhì),,連續(xù),X,線強(qiáng)度與靶物質(zhì)的原子序數(shù)成正比,。不同靶物質(zhì)的,X,線譜高能端重合,，是,因?yàn)?X,線譜的最大光子能量只與管電壓有關(guān)，與靶物質(zhì)無關(guān),；不同靶物質(zhì)的,X,線譜低能端重合,，是,因?yàn)?X,線管固有濾過和低能成分被管壁吸收的緣故,。,,（,2,）管電流,,連續(xù),X,線強(qiáng)度與管電流成正比,。管電壓一定時(shí)，,管電流愈大

20、，說明撞擊陽(yáng)極靶面的電子數(shù)愈多,，,X,線也愈大,。,,（,3,）管電壓,,連,續(xù),X,線強(qiáng)度與管電壓的,n,次方成正比,。,,（,4,）高壓波形,,供給,X,線管的管電壓都是脈動(dòng)電壓，有兩種形式：?jiǎn)蜗嚯娫吹陌氩ê腿?，三相電源?6,脈沖和,12,脈沖。脈動(dòng)電壓產(chǎn)生的連續(xù),X,線強(qiáng)度比峰值相當(dāng)?shù)暮愣妷寒a(chǎn)生的低；三相電源產(chǎn)生的連續(xù),X,線強(qiáng)度比單相電源產(chǎn)生的硬線多、強(qiáng)度大。,,四、影響X線產(chǎn)生的因素（一）X線產(chǎn)生的效率X線管中產(chǎn)生的,17,2,、影響特征,X,線產(chǎn)生的因素,,特征,X,線強(qiáng)度與管電流成正比,，其,發(fā)生與否受制于管電壓是否大于某系的最低激發(fā)電壓,，并,隨管電壓繼續(xù)升高強(qiáng)度迅

21、速增大,。,,對(duì)鎢靶,X,線管而言，管電壓在,80-150kV,，特征,X,線占,10-28%,。,醫(yī)用,X,線主要使用的是連續(xù)輻射；物質(zhì)結(jié)構(gòu)的光譜分析中使用特征輻射,。,,五、,X,線強(qiáng)度的空間分布,,陽(yáng)極傾角影響,X,線分布,。,陽(yáng)極傾角,指,垂直于,X,線管長(zhǎng)軸的平面與靶面的夾角,。,,在,通過,X,線管長(zhǎng)軸且垂直于有效焦點(diǎn)平面內(nèi),，,近陽(yáng)極端,X,線強(qiáng)度弱,，,近陰極端強(qiáng),，,最大處約在,10,°處,，其,分布非對(duì)稱性,，這現(xiàn)象稱為,陽(yáng)極效應(yīng),。,陽(yáng)極傾角越小，陽(yáng)極效應(yīng)越明顯,。,,在,通過,X,線管短軸且垂直于有效焦點(diǎn)平面內(nèi),測(cè)定，,在,90,處最大，分布基本上對(duì)稱,。,,2、影響特

22、征X線產(chǎn)生的因素特征X線強(qiáng)度與管電流成正比，其發(fā),18,第二節(jié),X,線的本質(zhì)及其物質(zhì)的相互作用,,一、,X,線的本質(zhì)與特性,X,線是電磁輻射譜中的一部分，,屬于電離輻射,，其,波長(zhǎng)介于紫外線與,γ,射線之間,，,具有電磁波和光量子雙重特性,。本質(zhì)而言，,X,線與可見光、紅外線、紫外線、,γ,射線完全相同，,都是電磁波,，只不過,X,線,頻率很高，波長(zhǎng)很短,。,1,、,X,線具有波動(dòng)性,,突出表現(xiàn)在其傳播時(shí),。有反射、折射、衍射、偏振等現(xiàn)象。,2,、,X,線具有微粒性,,突出表現(xiàn)在其與物質(zhì)相互作用時(shí),。光電效應(yīng)、熒光作用、電離作用等。,,（二）,X,線的特性,1,、物理特性,,（,1,）,X,

23、線在,均勻的、各向同性的介質(zhì)中,，是,直線傳播,的,不可見電磁波,；,,（,2,）,X,線不帶電,，,不受外界磁場(chǎng)或電場(chǎng)的影響,。,,（,3,）穿透本領(lǐng),,X,線能量高則穿透力強(qiáng),，反之則弱。,,（,4,）熒光作用,,熒光物質(zhì)原子被激發(fā)或電離，當(dāng),被激發(fā)的原子恢復(fù)到基態(tài)時(shí)，便放出熒光,。,,（,5,）電離作用,X,線的電離作用,主要是它的次級(jí)電子的電離作用,。,,（,6,）熱作用,2,、化學(xué)特性,,（,1,）感光作用,,（,2,）著色作用,,使結(jié)晶體脫水變色,，又稱,脫水作用,。,3,、生物效應(yīng)特性,,第二節(jié) X線的本質(zhì)及其物質(zhì)的相互作用一、X線的本質(zhì)與特性,19,二、,X,線與物質(zhì)的相互作

24、用,,（一）光電效應(yīng),1,、光電效應(yīng)的定義,,X,線光子與,構(gòu)成原子的,內(nèi)殼層軌道電子碰撞,，,將全部能量都傳給原子的殼層電子,，,獲得能量的電子擺脫原子核的束縛，成為自由電子（光電子）,，而,X,線光子則被物質(zhì)的原子吸收,，這種現(xiàn)象稱為,光電效應(yīng),。失去電子的原子成為正離子，處于激發(fā)態(tài)，外層電子填充空位，放出,特征,X,線,。,特征,X,線離開原子前，又擊出外層軌道電子，使之成為俄歇電子,，這個(gè)現(xiàn)象稱為,俄歇效應(yīng),。,,光電效應(yīng)產(chǎn)物：,光電子、正離子、特征,X,線和俄歇電子,。,2,、光電效應(yīng)產(chǎn)生條件及發(fā)生幾率,,和入射光子能量的三次方成反比,；,和原子序數(shù)的四次方成正比,。,3,、光電效應(yīng)

25、在,X,線攝影中的意義,,其,不產(chǎn)生有效的散射，對(duì)膠片不產(chǎn)生灰霧,，,可增加,X,線對(duì)比度,。因,光電效應(yīng)中，光子的能量全部被吸收，比任何其他效應(yīng)都多，所以為減少對(duì)病人的照射，在適當(dāng)情況下，要采用高能量的射線,。,,二、X線與物質(zhì)的相互作用（一）光電效應(yīng)1、光電效應(yīng)的定義,20,（二）康普頓效應(yīng),1,、康普頓效應(yīng)的定義,,也稱,康普頓散射,。,光子擊脫原子外層軌道上的電子或自由電子,，,入射光子損失部分能量，并改變?cè)瓉韨鞑シ较颍兂缮⑸涔庾樱ㄉ⑸渚€）,，,電子從光子處獲得部分能量脫離原子核束縛，按一定方向射出，稱為反沖電子,，這過程稱為,康普頓效應(yīng),。,光子入射和散射方向的夾角,稱為散射角

26、，即偏轉(zhuǎn)角度。,反沖電子的運(yùn)動(dòng)方向和入射光子的傳播方向的夾角,稱為反沖角。偏轉(zhuǎn)角度愈大，光子能量損失愈多。,,X,線攝影中的散射線幾乎都來自這種散射,。,攝影時(shí)到達(dá)前方的散射線使膠片產(chǎn)生灰霧,。,2,、康普頓效應(yīng)的發(fā)生幾率,,與入射光子的能量成反比，即與入射光子的波長(zhǎng)成正比,；,與物質(zhì)原子序數(shù)成正比,。,,（三）電子對(duì)效應(yīng),1,、電子對(duì)效應(yīng)的定義,,具有,足夠能量的光子與靶原子核發(fā)生相互作用,，,光子突然消失，同時(shí)轉(zhuǎn)化為一對(duì)正、負(fù)離子,，的過程稱為,電子對(duì)效應(yīng),。,2,、電子對(duì)效應(yīng)的產(chǎn)生條件,,電子靜止質(zhì)量能,m,o,c,2,=0.51M,e,V,，所以要產(chǎn)生電子對(duì)效應(yīng)，,入射光子的能量必須大

27、于或等于,1.02 M,e,V,。超過部分轉(zhuǎn)化為電子對(duì)的動(dòng)能。,3,、電子對(duì)效應(yīng)的發(fā)生幾率,,與光子能量的對(duì)數(shù)成正比,；,與單位體積內(nèi)的原子個(gè)數(shù)成正比,；與物質(zhì)原子序數(shù)的平方成正比。故，,該作用對(duì)高能光子和高原子序數(shù)物質(zhì)來說才重要,,（二）康普頓效應(yīng)1、康普頓效應(yīng)的定義 也稱康普頓散射。光,21,（四）相干散射,,主要是指,瑞利散射,。指,入射光子被原子的內(nèi)殼層電子吸收并激發(fā)到外層高能級(jí)上,，,隨即又躍遷回原能級(jí)，同時(shí)放出一個(gè)能量與入射光子相同，但傳播方向發(fā)生改變的散射光子,的過程稱為,瑞利散射,。,實(shí)際上就是,X,線的折射,。,唯一不產(chǎn)生電離的過程,。,,發(fā)生幾率與物質(zhì)原子序數(shù)成正比,，

28、并,隨光子能量增大而急劇地減少,。不足全部作用的,5%,。,,（五）光核反應(yīng),,就是,光子與原子核作用,，,從原子核內(nèi)擊出數(shù)量不等的中子、質(zhì)子和,γ,光子的核反應(yīng),過程，稱為,光核作用,。,,綜上所述，光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)、電子對(duì)效應(yīng),三個(gè)主要過程,和相干散射、光核反應(yīng),兩個(gè)次要過程,。在,診斷,X,線能量范圍內(nèi)，只能發(fā)生光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)和相干散射，電子對(duì)效應(yīng)、光核反應(yīng)不可能發(fā)生,。,,三、各種效應(yīng)發(fā)生的相對(duì)幾率,20-100keV,診斷,X,線能量范圍內(nèi)，只有光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)是最重要的，相干散射占比例很小。對(duì),20keV,的低能,X,線，各種物質(zhì)均以光電效應(yīng)為主。對(duì)造影劑（碘劑和鋇劑

29、），在整個(gè)診斷,X,線能量范圍內(nèi)，光電效應(yīng)始終占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),（四）相干散射 主要是指瑞利散射。指入射光子被原子的內(nèi)殼,22,第三節(jié),X,線強(qiáng)度、,X,線質(zhì)與,X,線量,,一、,X,線的波長(zhǎng)與管電壓,,管電壓增高，被加速的電子速度增大,。但,X,線管中高速電子的速度并不是與管電壓成正比，因?yàn)殡娮淤|(zhì)量隨速度變化而變化的緣故,。,λ,max,=1.5λ,min,。由于,濾過不同,，,連續(xù),X,線的平均能量，一般為最大能量的,1/3 ~1/2,。其,平均波長(zhǎng),λmean=2.5λmin,。,,二、,X,線強(qiáng)度,,即,X,線束中的,光子數(shù)與每個(gè)光子的能量的乘積,。,,三、,X,線質(zhì),,又稱,X,線的硬

30、度。由波長(zhǎng)（或頻率）決定。波長(zhǎng)短（頻率高），,X,線光子具有的能量越大，,X,線的穿透力越強(qiáng)，即,X,線質(zhì)硬。,,（一）半值層,,X,線質(zhì)的另一種表示方法是半值層（,HVL,）,。指,使入射,X,線強(qiáng)度衰減到初始值一半時(shí)，所需的標(biāo)準(zhǔn)吸收物質(zhì)的厚度,。用,毫米鋁（,mmAl,）,表示。診斷用,X,線的半值層一般,1.5-4,之間。,,（二）管電壓,,由于,X,線管壁、絕緣油層、放射窗口、附加濾過板等吸收，,150KV,射出,X,線管壁的,X,線波長(zhǎng)約為,0.06nm,；,應(yīng)用于,X,線攝影中的,X,線波長(zhǎng)在,0.008-0.06nm,之間,。,,實(shí)際應(yīng)用中是以管電壓和濾過情況來反映,X,線的質(zhì)。

31、濾過一定時(shí)，常用管電壓的千伏值來粗略描述,X,線的質(zhì),。,,影響,X,線質(zhì)的因素有：管電壓、濾過及整流方式（即高壓波形）,,第三節(jié) X線強(qiáng)度、X線質(zhì)與X線量一、X線的波長(zhǎng)與管電壓管,23,四、X線量,（一）測(cè)量方法,X線診斷范圍內(nèi)常用管電流與曝光時(shí)間乘積-管電流流量Q（mAs）表示。,（二）影響X線量的因素,與靶面物質(zhì)原子序數(shù)成正比；與管電壓平方成正比（診斷能量范圍）；與管電流及曝光時(shí)間成正比。,第四節(jié) X線的吸收與衰減,一、距離的衰減,與距離的平方成反比，這一規(guī)律稱射線強(qiáng)度衰減的平方反比法則。距離所致的衰減，也稱擴(kuò)散衰減。在真空中才成立。在空氣中，一般忽略空氣對(duì)X線的衰減。,二、物質(zhì)吸收

32、的衰減,射線通過物質(zhì)時(shí)，射線光子與物質(zhì)原子發(fā)射光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)、電子對(duì)效應(yīng)等一系列作用，致使入射方向上的射線強(qiáng)度衰減稱為物質(zhì)吸收的衰減。其衰減規(guī)律是X線透視、攝影、造影及各種特殊檢查、CT檢查和放射治療的基本依據(jù)。也是屏蔽防護(hù)的根據(jù)。,物理意義的窄束指射線束中不存在散射成分。,四、X線量,24,三、連續(xù)X線在物質(zhì)中的衰減特點(diǎn),衰減特點(diǎn)：,強(qiáng)度變小，硬度提高，能譜變窄,。實(shí)際應(yīng)用中，可通過,改變X線管窗口濾過厚度來調(diào)節(jié)X線束的線質(zhì),。,四、衰減系數(shù)、影響衰減的因素,（一）衰減系數(shù),1、線衰減系數(shù),I=I0e-μx。I為穿透厚度為x的物質(zhì)層后的射線強(qiáng)度。線,衰減系數(shù)μ的國(guó)際單位是m-1,。在,

33、診斷能量范圍內(nèi)，μ值主要是光電線衰減系數(shù)τ和康普頓線衰減系數(shù)σ之和，即,μ=τ+σ。,2、質(zhì)量衰減系數(shù),質(zhì)量衰減系數(shù)μm=μ/ρ。ρdx=1，稱為單位質(zhì)量厚度,，物理意義是：,在1m2面積上均勻分布1kg質(zhì)量吸收物質(zhì)層的厚度值,。,質(zhì)量衰減系數(shù)的單位是m2·kg-1,。在診斷能量范圍內(nèi)，,τm+σm。μm=Kλ3Z4,。,,三、連續(xù)X線在物質(zhì)中的衰減特點(diǎn),25,（二）能量轉(zhuǎn)移系數(shù),1、,線能量轉(zhuǎn)移系數(shù),μ=μtr+μs。重要的是確定X線能量的電子轉(zhuǎn)移部分μtr。μtr=τtr+σtr+κtr。μtr稱為線能量轉(zhuǎn)移系數(shù)，其,單位是m-1。,2、質(zhì)量能量轉(zhuǎn)移系數(shù),簡(jiǎn)稱質(zhì)能轉(zhuǎn)移系數(shù)，,=μtr/ρ,

34、。其單位是,m2·kg-1。,（三）能量吸收系數(shù),1、線能量吸收系數(shù),如果次級(jí)電子的能量相當(dāng)高，那么由于軔致輻射而消耗次級(jí)電子的能量份額則不可忽略。故真正被物質(zhì)吸收的能量應(yīng)等于光子轉(zhuǎn)移給次級(jí)電子的能量減去因軔致輻射損失的能量，,用g表示,。μen=μtr（1-g）。,其單位是,m,2、質(zhì)量能量吸收系數(shù),簡(jiǎn)稱質(zhì)能吸收系數(shù)，,其單位是m2·kg-1。,,（二）能量轉(zhuǎn)移系數(shù),26,（四）影響衰減的因素,1、射線性質(zhì)對(duì)衰減的影響,射線能量愈高，衰減愈小。,2、物質(zhì)原子序數(shù)對(duì)衰減的影響,原子序數(shù)愈高的物質(zhì)，吸收X線也愈多。,透射量隨入射線能量的增加而增加的規(guī)律，對(duì)Z物質(zhì)是正確的，對(duì)Z物質(zhì)則不然，當(dāng)射線能

35、量增加時(shí)，透過量還可能突然下降，這種矛盾現(xiàn)象的產(chǎn)生，是由于原子的,K邊界吸收,造成,。,鉛K邊界吸收界限為88keV，錫的為29keV,。,顯然，,在29-88keV之間，錫比鉛對(duì)X線具有更強(qiáng)的衰減本領(lǐng),。在診斷X線能量范圍內(nèi)，錫比鉛具有更好的屏蔽防護(hù)性能。,3、物質(zhì)密度對(duì)衰減的影響,與物質(zhì)密度成正比關(guān)系。,4、每克電子數(shù)對(duì)衰減的影響,電子數(shù)多的物質(zhì)更容易衰減X線。,（四）影響衰減的因素,27,,五、人體對(duì)X線的衰減,（一）人體的構(gòu)成元素和組織密度,有效原子序數(shù) –Z,是指在,相同照射條件下，1kg復(fù)雜物質(zhì)與1kg單質(zhì)所吸收的輻射能相同時(shí)，則此單質(zhì)的原子序數(shù)就稱為復(fù)雜物質(zhì)的有效原子序數(shù)–Z。,

36、組織的有效原子序數(shù)為7.43；骨的是14；空氣的是7.64。,（二）人體對(duì)X線的衰減,主要通過光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)兩種作用使其衰減。肌組織在42kV，,兩種效應(yīng)各占50%，,在,90kV時(shí)，康普頓效應(yīng)占90%,。骨的有效原子序數(shù)較高，其發(fā)生光,電效應(yīng)幾率是肌肉的2倍。在73kV時(shí)，骨骼中兩種效應(yīng)幾率相等。,,六、X線濾過,因絕大部分低能射線被組織吸收，增加了皮膚劑量，為此需要預(yù)先,把X線束中的低能成分吸收掉，,即,X線濾過,。,五、人體對(duì)X,28,（一）固有濾過,指X線機(jī)本身的濾過，包括,X線管的管壁、絕緣油層和窗口的濾過板。,一般,用鋁當(dāng)量表示,，即,一定厚度的鋁板和其他物質(zhì)對(duì)X線具有同等量

37、的衰減時(shí)，此鋁板厚度稱為濾過物質(zhì)的鋁當(dāng)量，,單位是,mmAl,。,（二）附加濾過,在X線攝影中，附加濾過指,X線管窗口到被檢體之間所附加的濾過板,。如,附加濾過板、可選擇的附加濾過版、遮光器中反光鏡和有機(jī)玻璃窗的濾過,等。,低能射線用鋁濾過板；高能射線用銅鋁等復(fù)合濾過板，使用時(shí)原子序數(shù)大的朝向X線管。,濾過板要求厚度均勻。,增加管電壓和濾過時(shí)，會(huì)提高透射率，使照片對(duì)比度下降，特別是骨的對(duì)比度下降明顯，故當(dāng)故的對(duì)比度不占重要地位時(shí)，如頸、胸部的照片，可以用硬質(zhì)X線，以降低受檢者劑量。用鋇劑檢查時(shí)，鋇本事對(duì)比度高，故可用硬質(zhì)X線，以降低受檢者劑量。,濾過板對(duì)高能射線也有一定衰減，為彌補(bǔ)這一損失，一

38、般采用適當(dāng)增加照射時(shí)間的方法來解決。證明，采用高電壓、厚濾過攝影，雖然照射時(shí)間延長(zhǎng)，但受照劑量卻大幅度降低,。,（一）固有濾過,29,,,第五節(jié) 輻射量及其單位,一、照射量與照射量率,（一）照射量X及單位,國(guó)際上選擇和定義輻射量及其單位的權(quán)威組織是“,國(guó)際輻射單位和測(cè)量委員會(huì)”（ICRU）。,指,所有的次級(jí)電子，不包括其產(chǎn)生的軔致輻射。,只適用于射線能量在10keV-3MeV射線。,照射量的國(guó)際單位為C·kg-1，,原有單位為R。,1R=2.58×10-4 C·kg-1。,（二）照射量率X·及單位,指,單位時(shí)間內(nèi)照射量的增量,。其單位為C/(kg·s)。專用單位為R·s-1。,二、比釋動(dòng)能與比

39、釋動(dòng)能率,描述間接致電離粒子與物質(zhì)相互作用時(shí)，傳遞給了直接致電離粒子的能量,。,（一）比釋動(dòng)能K及單位,由間接致電離輻射所產(chǎn)生的全部帶點(diǎn)粒子的初始動(dòng)能之和。,其單位為J·kg-1，又名Gy，,曾用單位rad。,1J/kg=1Gy=100rad。,（二）比釋動(dòng)能率K·及單位時(shí)間間隔內(nèi)的比釋動(dòng)能的增量。,其單位為Gy/s,。,比釋動(dòng)能常用來計(jì)算輻射場(chǎng)量，推斷生物組織中某點(diǎn)的吸收劑量，描述輻射場(chǎng)的輸出額。,,30,,三、吸收劑量與吸收劑量率,（一）吸收劑量D及單位,物質(zhì)吸收電離輻射能量大小的物理量。其,單位為J/kg，專用名稱Gy，,原用rad。,（二）吸收劑量率D·及單位,表示單位時(shí)間內(nèi)吸收劑量的

40、增量。,其單位為J/(kg·s)，專名Gy/s。,,四、吸收劑量與照射量的關(guān)系,在,空氣中產(chǎn)生一對(duì)離子所需的平均電離能量ω=33.85eV。,若已知空氣中某點(diǎn)的照射量為X，那么這點(diǎn)空氣的吸收劑量為,D,空氣,=,33.85.,X,。,,五、當(dāng)量劑量與當(dāng)量劑量率,（一）當(dāng)量劑量H及單位,經(jīng)修正后的吸收劑量在放射防護(hù)中,稱為,當(dāng)量劑量,。,在輻射防護(hù)中，有較大意義的不是受照體某點(diǎn)的吸收劑量，而是某個(gè)器官或組織吸收劑量的平均值。,其,單位與吸收劑量相同，即J/kg，專名是Sv，,曾用rem。,1J/kg=1Sv=100rem。,（二）當(dāng)量劑量率H·及單位,單位時(shí)間內(nèi)，當(dāng)量劑量的增量。,其單位為Sv/

41、s,。,,31,,六、有效劑量,（一）輻射效應(yīng)的危險(xiǎn)度,小劑量、低劑量輻射主要損害是隨機(jī)性效應(yīng)（嚴(yán)重遺傳性疾患和誘發(fā)餓各種致死癌癥）。,危險(xiǎn)度（或系數(shù)）,即,器官或組織接受單位當(dāng)量劑量（1Sv）照射引起隨機(jī)性損害效應(yīng)的幾率。,（二）有效劑量E,其單位與當(dāng)量劑量H的單位相同，即Sv,。,,第六節(jié) 電離輻射對(duì)人體的危害,,一、放射線產(chǎn)生的生物效應(yīng),射線經(jīng)過的重要生物分子，如DNA或具有生物功能的其他分子吸收射線的能量，直接被電離、激發(fā)，引起損傷的效應(yīng),稱為,直接作用,。,射線能量通過擴(kuò)散的離子以及射線作用于機(jī)體水分子產(chǎn)生多種自由基與生物分子作用，引起損傷的效應(yīng),稱為,間接作用,。,因人體水含量高,

42、，故,間接作用引起的損傷具有實(shí)際意義,。,（一）確定性效應(yīng),射線照射人體全部或局部組織，若能殺死相當(dāng)數(shù)量的細(xì)胞而這些細(xì)胞又不能由活細(xì)胞的增殖來補(bǔ)充,，則這種照射可引起人類的,確定性效應(yīng)。,如,畸形,。,,,男性暫時(shí)不育的一次照射的閾劑量約為睪丸吸收0.15Gy的劑量；絕育的閾劑量為3.5-6Gy；女性絕育的閾劑量為急性吸收劑量2.5-6Gy。有臨床意義的造血功能抑制，全部骨髓的吸收劑量的閾劑量約為0.5Gy。,（二）隨機(jī)性效應(yīng),其有害效應(yīng)的嚴(yán)重程度與受照劑量的大小無關(guān)。如致癌效應(yīng)和遺傳效應(yīng),。,,32,,二、影響輻射損傷的因素,主要來自兩方面：一、與電離輻射有關(guān)的因素；二、與受照體有關(guān)的因素。

43、,（一）與電離輻射有關(guān)的因素,1、輻射種類,2、吸收劑量、劑量率,3、照射次數(shù)、部位、面積、方式。,（二）與機(jī)體有關(guān)的因素,1、種系 種系演化愈高，組織結(jié)構(gòu)愈復(fù)雜，輻射敏感性愈高。,2、個(gè)體及個(gè)體發(fā)育過程 隨著個(gè)體發(fā)育，敏感性降低，但老年又比成年敏感。,3、不同組織和細(xì)胞的輻射敏感性,高度敏感組織有：淋巴組織、胸腺、骨髓、胃腸上皮、性腺和胚胎組織等,；,中度敏感組織有：感覺器官、內(nèi)皮細(xì)胞、皮膚上皮、唾液腺、腎、肝、肺的上皮細(xì)胞,等；,輕度敏感組織有：中樞神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌腺、心臟,等；,不敏感組織有：肌肉組織、軟骨、骨組織和結(jié)締組織等。,,33,,三、胎兒出生前受照效應(yīng),（一）胚胎死亡 通

44、常為,植入前期，相當(dāng)于人工受孕0-9天。,（二）畸形,器官形成期，相當(dāng)于人工受孕后9-42天。,（三）智力低下,妊娠8-15周是最敏感時(shí)期，其次是16-25周,。,（四）誘發(fā)癌癥,出生后至10周歲之內(nèi)。,,四、皮膚效應(yīng),（一）急性放射性皮膚損傷,身體局部受到一次或短時(shí)間內(nèi)多次受到大劑量外照射所引起的急性放射性皮炎及放射性皮膚潰瘍,，稱為,急性放射性皮膚損傷。,（二）慢性放射性皮膚損傷,由急性放射性皮膚損傷遷延而來或由小劑量射線長(zhǎng)期照射后引起的慢性放射性皮炎及慢性放射性皮膚潰瘍,，稱為,慢性放射性皮膚損傷。年累積劑量一般大于15Gy,。,慢性放射性皮膚損傷多發(fā)生于早年從事X線透視的放射診斷人員的

45、,手部。,（三）放射性皮膚癌,診斷標(biāo)準(zhǔn)：,1、必須是在原放射性損傷的部位上發(fā)生的皮膚癌；,2、癌變前表現(xiàn)為射線所致的角化過度或長(zhǎng)期不愈的放射性潰瘍；,3、發(fā)生在手部的放射性皮膚癌的細(xì)胞類型多為,鱗狀上皮細(xì)胞,。,,34,,五、外照射慢性放射病,指,放射工作人員,在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，連續(xù)或間斷受到,超當(dāng)量劑量限值的外照射,，,達(dá)到一定累積劑量后引起的以,造血組織為主,，,并伴有其他系統(tǒng)改變的全身性疾病,。,表現(xiàn)為無力型神經(jīng)衰弱綜合征。,造血系統(tǒng)改變是本病最常見的臨床表現(xiàn)。,Ⅰ度：無明顯出現(xiàn)傾向，脫離射線恢復(fù)較快，,WBC持續(xù)在4×109/L以下,。,Ⅱ度：頑固自覺癥狀，明顯出血，脫離恢復(fù)慢，,WBC持

46、續(xù)在3×109/L以下，,骨髓增生低下。,,第七節(jié),X,線的測(cè)量,,一、照射量的測(cè)量,照射量的測(cè)量是,利用X線對(duì)空氣的電離作用,，通過,測(cè)量電離電荷,實(shí)現(xiàn)的。,（一）自由空氣電離室 也稱,標(biāo)準(zhǔn)電離室。工作氣體就是空氣。,（二）實(shí)用型電離室 可,直接用于照射量的測(cè)量。,1、實(shí)用型電離室室壁 室,壁材料與中心電極的有效原子序數(shù)與自由空氣基本等效。,最常用的室壁材料有石墨、電木或塑料。,2、電離室的校準(zhǔn) 校,正時(shí)室溫一般為20℃，氣壓為760mmHg。對(duì)所測(cè)的數(shù)值進(jìn)行溫度、氣壓的校正。,3、電離電荷的測(cè)量,,35,,二、吸收劑量的測(cè)量,（一）吸收劑量的基本測(cè)量法,測(cè)量吸收劑量的標(biāo)準(zhǔn)方法。,物

47、質(zhì)受到輻射，其,吸收的射線能量將以熱的形式表現(xiàn)出來。,水吸收1Gy的吸收劑量時(shí)，其溫升只有,2.4×10-4℃。,（二）電離室測(cè)量法,D,物質(zhì),=33.85·X。,可見只要測(cè)出照射量，就能換算出任意物質(zhì)的吸收劑量。,,第八節(jié) X線防護(hù),,一、放射防護(hù)的基本原則,1、實(shí)踐的正當(dāng)化,2、放射防護(hù)最優(yōu)化,3、個(gè)人劑量的限制,目的：防止,發(fā)生有害的確定性效應(yīng)，并將隨即性效應(yīng)的發(fā)生率限制到認(rèn)為可以接受的水平。,,二、外照射防護(hù)的一般措施,一般有,時(shí)間防護(hù)、距離防護(hù)和屏蔽防護(hù),。,（一）時(shí)間防護(hù),一切人員都應(yīng),減少在輻射場(chǎng)內(nèi)停留的時(shí)間。,（二）距離防護(hù),盡量,延長(zhǎng)人員到X線管和散射體的距離。,（三）屏蔽防

48、護(hù),主要研究的問題是：,屏蔽材料的選擇和屏蔽厚度的確定。,,36,,三、外照射的屏蔽防護(hù),（一）對(duì)屏蔽材料的要求,從,材料的防護(hù)性能、結(jié)構(gòu)性能、穩(wěn)定性能和經(jīng)濟(jì)成本,等方面綜合考慮。,1、防護(hù)性能 防,護(hù)性能好是指衰減射線的能力強(qiáng)，產(chǎn)生的散射線少。,2、結(jié)構(gòu)性能 物理形態(tài)、力學(xué)特性和機(jī)械強(qiáng)度等。,3、穩(wěn)定性能 抗輻射能力、耐高溫、抗腐蝕。,4、經(jīng)濟(jì)成本,防護(hù)X線常用的屏蔽材料有,鉛、鐵、磚、混凝土和,水等。,（二）鉛當(dāng)量,把達(dá)到與一定厚度的某屏蔽材料相同屏蔽效果的鉛層厚度，,稱為該一定厚度屏蔽材料的,鉛當(dāng)量，單位為：毫米鉛（mmPb）。,凡談到防護(hù)材料的鉛當(dāng)量，必須說明是什么材料、多大厚度

49、、在多大射線能量下的鉛當(dāng)量,。,（三）屏蔽防護(hù),1、確定屏蔽厚度的依據(jù),應(yīng)考慮,當(dāng)量劑量限值和最優(yōu)化；屏蔽用途和距離；屏蔽材料的防護(hù)性能；工作負(fù)荷；居留因子,；利用因子六個(gè)因素。,2、屏蔽厚度的計(jì)算,,主要計(jì)算初級(jí)（主）防護(hù)屏蔽厚,,度，一般不計(jì)算次級(jí)（副）防護(hù)。,X線診斷機(jī)的主防護(hù)應(yīng)有2mm鉛當(dāng)量的厚度，副防護(hù)應(yīng)有1mm鉛當(dāng)量的厚度。一般24cm厚的實(shí)心磚墻，只要灰漿飽滿，不留縫隙，可達(dá)到2mm鉛當(dāng)量。,,37,,四、我國(guó)放射衛(wèi)生的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn),（一）放射工作人員的劑量限值,1、劑量限值,,為,防止確定性效應(yīng),放射工作人員的當(dāng)量劑量是,眼晶狀體150mSv/a，其他組織500 mSv/a,；為,

50、限制隨機(jī)性效應(yīng)的發(fā)生幾率,，而達(dá)到可接受水平，放射工作人員,（全身照射）的當(dāng)量劑量限值是50 mSv/a。,2、放射工作條件的分類,年照射的有效劑量有,可能超過15 mSv/a,的為甲種工作條件。年照射的有效劑量很少,可能超過15 mSv/a，,但可能超過5 mSv/a的為乙種工作條件。年照射的有效劑量,很少超過5 mSv/a,的為丙種工作條件。,3、控制原則,（1）未滿18歲不得在甲種工作條件下工作，未滿16歲不得參與放射工作。,（2）從事放射的育齡婦女，應(yīng)嚴(yán)格按均勻的月劑量率加以控制。,（3）連續(xù)3個(gè)月內(nèi)一次或多次接受的總劑量當(dāng)量不得超過年當(dāng)量劑量限值一半（25 mSv）。,（4）對(duì)事先計(jì)

51、劃的特殊照射，其有效劑量一次不得大于100mSv，一生不得超過250mSv。,（5）放射專業(yè)學(xué)生教學(xué)期間的劑量限值按照放射工作人員的防護(hù)條款。非放射專業(yè)學(xué)生教學(xué)期間，有效劑量不大于mSv/a，單個(gè)組織或器官當(dāng)量劑量不大于5mSv/a。,四、我國(guó)放射衛(wèi),38,（二）對(duì)公眾的個(gè)人劑量限值,應(yīng)低于：全身5 mSv/a；單個(gè)組織或器官50 mSv/a。,（三）對(duì)被檢者的防護(hù),（四）CT的防護(hù),1、CT的輻射特點(diǎn),（1）CT為窄束X線，,散射線少；,（2）CT管電壓一般在120可V以上，波長(zhǎng)短、線質(zhì)硬，穿透性大，,吸收量少；,（3）,輻射轉(zhuǎn)換介質(zhì)為靈敏度很高的探測(cè)器,，X線,能量損失少,，還有,放大作用

52、。,（4）CT機(jī)X線管濾過大，減少軟射線對(duì)皮膚的損傷。,2、常用輻射劑量,（1）局部劑量：與球管的毫安秒大小有關(guān)的人體軟組織某點(diǎn)的當(dāng)量劑量，單位是μSv/100mAs。,（2）個(gè)人劑量：與射線曝光有關(guān)的人體表面軟組織某點(diǎn)的當(dāng)量劑量，單位是μSv。,（3）全身劑量：各部位和器官當(dāng)量劑量的平均值，單位是μSv。,（4）有效劑量：平均當(dāng)量劑量的總和，單位是μSv。,3、CT檢查的防護(hù)措施與原則,（二）對(duì)公眾的個(gè)人劑量限值,39,第三章Ａ X線發(fā)生裝置,,,本章內(nèi)容：,,,,第一節(jié) X線球管,,第二節(jié) 高壓發(fā)生裝置,,第三節(jié) 控制臺(tái),,,,第三章Ａ X線發(fā)生裝置,40,,第一節(jié) X線球管,內(nèi)容：,

53、一、固定陽(yáng)極,二、旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極,三、特殊X線管,四、X線管的特性及參數(shù),五、管套,學(xué)習(xí)重點(diǎn)：,,X線球管如何產(chǎn)生X線？,,X線球管的結(jié)構(gòu)及各部分的作用？,,X線球管的焦點(diǎn)及焦點(diǎn)意義,,X線球管的特性參數(shù)（最高管電壓、最大管電流、功率、熱容量等）,,X線球管的工作特性——空間電荷效應(yīng),,X線球管的使用及維護(hù),X線管是如何產(chǎn)生X線？,——陰極加熱發(fā)射電子在高壓電場(chǎng)的作用下高速飛向陽(yáng)極靶面，由于電子束受到靶面的急劇阻止，在陽(yáng)極靶面上產(chǎn)生能量轉(zhuǎn)換，其中,99.8%變成熱能,，0.2%變成X線能。,,41,一、固定陽(yáng)極X線球管,1、固定X線管的結(jié)構(gòu),陽(yáng)極 陰極 玻璃管,,1.1、陽(yáng)極,陽(yáng)極頭（靶面

54、和陽(yáng)極體）：,阻擋高速電子流而產(chǎn)生X線,。,陽(yáng)極帽：,吸收二次和散亂射線,陽(yáng)極柄：將曝光時(shí)熱量輻射或傳導(dǎo)出去,玻璃圈：連接陽(yáng)極與玻璃殼,1.2、陰極,燈絲：,發(fā)射電子,。由鎢絲按一定幾何形狀繞制成螺管狀，其作用是發(fā)射電子。一般燈絲電壓5－12V，電流3－9a。為滿足X線管不同功率的要求，一般配雙燈絲（大焦點(diǎn).小焦點(diǎn)），電流大的是大焦點(diǎn)，電流小的是小焦點(diǎn)。,聚焦罩：對(duì)電子進(jìn)行,聚焦,1.3、玻璃殼,支撐陰極和陽(yáng)極，保持管內(nèi)高度真空。,采用耐高溫?絕緣強(qiáng)度高?膨脹系數(shù)小的玻璃制成。,一、固定陽(yáng)極X線球管,42,,2、X線管的焦點(diǎn),2.1、什么是焦點(diǎn)？,,,,,,,,,,實(shí)際焦點(diǎn)：指燈絲所發(fā)射的電子

55、經(jīng)聚焦后轟擊在靶面上的面積。,有效焦點(diǎn)：實(shí)際焦點(diǎn)在X線投照方向上的投影。,,2.2、焦點(diǎn)半影效應(yīng),不透明體遮住,光源,時(shí)，如果光源是比較大的發(fā)光體，所產(chǎn)生的影子就有兩部分，完全暗的部分叫,本影,，半明半暗的部分叫,半影,。,半影效應(yīng)是影像,幾何模糊、失真,的主要原因,2、X線管的焦點(diǎn),43,如何減小焦點(diǎn)半影效應(yīng)（幾何模糊）？,X線管的焦點(diǎn) （?。?焦-片距（大）,,物 -片距 （小）,2.3、陽(yáng)極效應(yīng),,——由于陽(yáng)極靶面傾斜,,使得有效焦點(diǎn)面積和X線強(qiáng)度,的分布不均勻,平行于X線管,長(zhǎng)軸方向上,靠近陽(yáng)極端的X,線強(qiáng)度和有效焦點(diǎn)面積小于,陰極端,這種效應(yīng)稱為陽(yáng)極效應(yīng) 。,在X線攝影中,往往利用陽(yáng)

56、極效應(yīng),來彌補(bǔ)由于被照體密度和厚度的,不同而造成的影像不均,如胸椎正位攝影…,如何減小焦點(diǎn)半影效應(yīng)（幾何模糊）？,44,2.4、焦點(diǎn) 與功率,,影像清晰度（高）——實(shí)際焦點(diǎn)尺寸（小）——X線管功率（?。┌忻孀畲蠊β氏拗疲?00W/mm2）——曝光時(shí)間（增加）——運(yùn)動(dòng)模糊——影像清晰度（低）,,固定陽(yáng)極X線管的缺點(diǎn)：,焦點(diǎn)小——功率大 不可得兼,解決：靶面高速旋轉(zhuǎn),二、旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極X線管,,1、結(jié)構(gòu)組成：陽(yáng)極、陰極、玻璃殼,陽(yáng)極：,靶面?轉(zhuǎn)子?軸承組成,。,,1.1、靶面：靶面傾角6－18°，靶面中心固定在,細(xì)小,鉬桿上，鉬桿另一 端與 轉(zhuǎn)子相連，材料有鎢?鉬?石墨等。,1.2、轉(zhuǎn)子：由無氧銅

57、制成，轉(zhuǎn)子內(nèi)裝有滾珠軸承，轉(zhuǎn)子和軸承封閉在高 真空的璃壁內(nèi)，定子線圈裝在管壁外面，在轉(zhuǎn)子周圍加一旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后轉(zhuǎn)子發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。,1.3、軸承由耐熱合金鋼制成。 軸承的工作溫度可達(dá)400°C,但不能超過460°C。,,,2、旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極X線管特點(diǎn)及應(yīng)用 旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極X線管 必須在陽(yáng)極轉(zhuǎn)動(dòng)到正常轉(zhuǎn)速后才能接通高壓 ，否則將 可能使靶面溶化而損壞X線管。 X線管的轉(zhuǎn)速越高功率越大。普通X線管的轉(zhuǎn)速是,2800轉(zhuǎn)/分,，,高速X線管的轉(zhuǎn)速是,10000轉(zhuǎn)/分,。,旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極X線管的散熱方式是熱輻射。,2.4、焦點(diǎn) 與功率,45,優(yōu)點(diǎn)：,瞬時(shí)負(fù)載功率大，多為：20-50KW,有效焦點(diǎn)小，1-2mm微焦點(diǎn)

58、可達(dá)0.05-0.3mm,三 、特殊X線管,金屬陶瓷,X線管、,柵控,X線管（控制柵極）、軟射線 X線管、CT專用X線管。,四、X線管的特性與參數(shù),1、 最高管電壓（KV） 指加于X線管兩極間的最高電壓峰值，以千伏為單位，用KV表示（也寫為KVP）。,2、 最大管電流(MA) 指X線管在某一管電壓和某一曝光時(shí)間內(nèi)所允許通過的最大電流平均值，以毫安為單位，用MA表示。,3、 最長(zhǎng)曝光時(shí)間（S） 指X線管在某一管電壓和某一管電流下所允許的最長(zhǎng)工作時(shí)間，以秒為單位，用S表示。,4、 X線管的,容量（最大額定功率）,X線管在安全使用條件下，,單次曝光,

59、或,連續(xù)曝光,而無任何損壞時(shí)所能承受的最大負(fù)荷量，用P表示，單位,KW,。,影響因素：焦點(diǎn)面積、靶面角度、管電壓波紋系數(shù)、旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極速度、,曝光時(shí)間、散熱效率。,表示方法：,瞬時(shí)負(fù)荷容量,曝光時(shí)間為數(shù)ms-s的單次攝影允許的最大功率。,,連續(xù)負(fù)荷容量,曝光持續(xù)時(shí)間超過10s以上時(shí)允許的最大功率。,標(biāo)稱功率=額定容量 固定陽(yáng)極—曝光時(shí)間1s,旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極—曝光時(shí)間0.1s,優(yōu)點(diǎn)：,46,5、X線管的熱容量,連續(xù)多次攝影或透視與點(diǎn)片攝影交替進(jìn)行曝光時(shí)球管的負(fù)載稱混合負(fù)載。,混合負(fù)載時(shí)球管負(fù)載能力主要決定于球管,生熱散熱,的情況，通常用,熱容量,表示。,5.1、 定義： X線管工作時(shí)陽(yáng)極靶面將產(chǎn)生大量

60、的熱。生熱的同時(shí)伴隨著散熱，如生熱快散熱（又稱冷卻）慢，則陽(yáng)極將積累熱量，在其它條件一定時(shí)，陽(yáng)極積累的熱量越多，則冷卻速率越大。（單位時(shí)間內(nèi)傳導(dǎo)給介質(zhì)的熱量稱為散熱率又稱冷卻率）。,X線管處于最大冷卻率時(shí)允許承受的最大熱量稱為熱容量。,5.2、熱容量單位：焦耳J 熱單位HU1J = 1KV（有效值）?1MA（有效值） ? 1S1HU ＝ 1KV（峰值）?1MA（平均值） ? 1S單相全波整流情況下 1HU＝0.77J,5.3、生熱和冷卻特性曲線,5.4、陽(yáng)極熱容量和管套熱容量,陽(yáng)極熱容量較小,一般在200～600kHu,而管套熱容量比較大,常常在1MHu以上。熱容量

61、關(guān)系到X線球管的使用壽命和檢查速度等，選購(gòu)X線球管時(shí)最重要和首要的參數(shù),五、X線管的工作特性——空間電荷效應(yīng),1、X線管的空間電荷效應(yīng),X線管燈絲加熱后逸出電子，并在燈絲周圍形成“電子云”，這些電子云稱為,空間電荷。,2、空間電荷的分布,X線管陰極燈絲發(fā)射的電子分為三個(gè)區(qū)域：,,燈絲前端,發(fā)射的電子在靜電場(chǎng)的作用下飛向陽(yáng)極，這部分電子基本上不受阻力。,,燈絲側(cè)面,發(fā)射的電子在空間交叉后飛向陽(yáng)極，它們的運(yùn)動(dòng)要受到一定的阻力,5、X線管的熱容量,47,燈絲后端,發(fā)射的電子，由于電子之間相互排斥以及電場(chǎng)的作用力很弱，這部分電子滯留在燈絲周圍，它們受到很大的阻力，只能隨管電壓的升高才能逐漸飛向陽(yáng)極，該

62、效應(yīng)即稱,空間電荷效應(yīng)。,3、陽(yáng)極特性曲線,,燈絲后端發(fā)射的電子，由于電子之間相互排斥以及電場(chǎng)的作用力很弱,48,指X線管在一定的燈絲加熱電流（If）下，管電流（Ia）與管電壓（Ua）之間的關(guān)系。,分析：,OA段,：由于管電壓較小，燈絲周圍存在大量的空間電荷，隨著管電壓的升高，空間電荷逐漸減少，飛往陽(yáng)極的的電子數(shù)目隨之增加，即管電流隨管電壓升高而增大。,結(jié)論： 這段區(qū)域空間電荷起主導(dǎo)作用，管電流與管電壓成正比，可近似為直線,該區(qū)域稱為比例區(qū)。,,AB段：,管電流不再隨管電壓增加而明顯上升，趨向飽和，該區(qū)域稱為飽和區(qū),結(jié)論：,（1）、在飽和區(qū)，管電流的大小主要由,燈絲加熱電流,決定。,（2）、當(dāng)

63、燈絲電流從If1增大到If2時(shí)，由于燈絲發(fā)射的電子數(shù)目增多，使管電流達(dá)到飽和的管電壓隨之升高。,4、燈絲發(fā)射特性曲線,—指X線管在一定的管電壓下，管電流（Ia）與燈絲加熱電流（If）的關(guān)系。,說明：由圖可見，由于空間電荷的作用，在同一加熱電流時(shí)，100KV獲得的管電流比60KV的要大，而要得到同一管電流， 100KV時(shí)需降低If。,指X線管在一定的燈絲加熱電流（If）下，管電流（Ia）與管電,49,結(jié)論：要分別單獨(dú)調(diào)整管,電壓和,管電流以獲得所需質(zhì)和量,的X線，,就必須對(duì)空間電荷進(jìn)行補(bǔ),償,.,補(bǔ)償原則是： 當(dāng)管電,壓升高時(shí)，適當(dāng)減小燈絲,加熱電流，以使管電流不,隨管電壓的變化而變化。,反之當(dāng)

64、管電壓變低時(shí)，,適當(dāng)增加燈絲加熱電流。,六、X線管管套,作用：防止高壓電擊和防止散射線。,根據(jù)用途及X線管不同大致分三類：固定陽(yáng)極X線管管套、旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極X線管管套(多定子線圈)、組合機(jī)頭(整合高壓變壓器)。,結(jié)論：要分別單獨(dú)調(diào)整管,50,七、X線管使用注意事項(xiàng),,X線管是X線機(jī)的心臟 ——選購(gòu)X線機(jī)時(shí)的重點(diǎn)考察對(duì)象,,X線機(jī)運(yùn)行中最昂貴的耗損配件 ——維護(hù)保養(yǎng)中的重點(diǎn)對(duì)象,1、開機(jī)后要經(jīng)過充分的預(yù)熱，消除球管管芯玻殼中的應(yīng)力，以避免正常掃描病人時(shí)出現(xiàn)球管管芯玻殼炸裂現(xiàn)象 。,2、第一個(gè)掃描對(duì)象應(yīng)選擇掃描層數(shù)少，工作條件低的患者進(jìn)行掃描 。,3、保證掃描圖像的清晰度和分辨率的情況下，盡量的降低掃

65、描條件；或毫安秒數(shù)相同的情況下，選擇,小毫安長(zhǎng)時(shí)間,曝光會(huì)有效的延長(zhǎng)球管使用壽命。,4、時(shí)刻注意多個(gè)患者掃描以后的管套溫度，當(dāng)球管管套溫度過高時(shí)，應(yīng)停止掃描進(jìn)行球管冷卻，并且適當(dāng)延長(zhǎng)每個(gè)患者之間的等待時(shí)間。,5、在進(jìn)行機(jī)器校正時(shí)，要隨時(shí)注意檢查球管的溫度，特別是進(jìn)行大功率項(xiàng)目校正時(shí) 。,6、最后一個(gè)檢查完成后，不可即刻關(guān)機(jī)，應(yīng)待球管充分冷卻。,七、X線管使用注意事項(xiàng),51,,第二節(jié) 高壓發(fā)生裝置,一、高壓發(fā)生裝置的作用 ：,給X線管陽(yáng)極提供直流高壓,給X線管陰極提供加熱電壓,* 配兩只以上X線管時(shí)，負(fù)責(zé)球管之間管電壓和燈絲電壓的切換。,二、高壓發(fā)生裝置的組成,高壓變壓器,高壓整流器,X

66、線管燈絲變壓器,高壓交換閘,高壓電纜、高壓插頭與插座,1、高壓變壓器,1.1、高壓變壓器的作用：,為X線管提供高壓電能,,1.2、高壓變壓器的,結(jié)構(gòu)特點(diǎn),：,,（1）、,變壓比大,，次級(jí)輸出電壓很高。診斷機(jī)30－150KV,治療機(jī)200－ 300KV；,,（2）、,瞬時(shí)功率負(fù)荷大,，MA可達(dá)到2000MA，一般小型機(jī)數(shù)千伏安，大型機(jī)30－100KVA；,(,3）、,次級(jí)中心點(diǎn)接地；,,,（4）、在絕緣油中使用。,1.3關(guān)于次級(jí)繞組的中心接地,由于對(duì)變壓器輸出電壓高達(dá)150KV,絕緣要求很高，制造困難，中心點(diǎn)接地將變壓器的總絕緣要求降低一半，中心點(diǎn)的電位是零電位，可將毫安表串接在中心點(diǎn)處，安裝在控制臺(tái)上。,第二節(jié) 高壓發(fā)生裝置,52,,工作原理：與普通變壓器相同,計(jì)算公式為 K=U1/U2=N1/N2,工作特點(diǎn)：（1）暫態(tài)電流 ——變壓器接入電網(wǎng)時(shí)，勵(lì)磁電流須經(jīng)過一不穩(wěn)定的過程，該過程中電流瞬時(shí)電流峰值可達(dá)穩(wěn)態(tài)十倍以上。影響：暫態(tài)電流 過大引起KV下降（P=UI）,原因：接通時(shí)電源相位和鐵心中剩磁,解決： 相位90o時(shí)接通，磁通變化由零開始,問題： 突波電壓？,（2）突波電